Новосибирские ученые создали материал для электрохимической энергетики

Ученые из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН в коллаборации со специалистами из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН получили композиционный твердый электролит с высокой проводимостью, сообщает издание «Наука в Сибири».

— Это высокопористая структура. Мы поместили в его поры литиевую соль (перхлорат лития) и исследовали свойства полученного композита. Была идея получить композиционный твердый электролит, обладающий высокой проводимостью по ионам лития. Она сопоставима с проводимостью жидких электролитов, которые обычно используются в литиевых источниках тока. Материал перспективен для литиевой электрохимической энергетики, для создания твердотельных электрохимических устройств на базе полностью твердотельных аккумуляторов, — объясняет старший научный сотрудник лаборатории неравновесных твердофазных систем ИХТТМ СО РАН кандидат химических наук Артём Улихин.

По его словам, композиционные твердотельные электролитные системы имеют ряд преимуществ перед жидкими. Во-первых, они позволяют изменять механические и транспортные свойства путем варьирования микроструктуры и концентрации инертного наполнителя. Во-вторых, такие системы устойчивы к высоким температурам (выдерживают длительный нагрев до 150 °С и кратковременный нагрев до 200—250 °С, сохраняя при этом свои свойства).

— Всё зависит как от матрицы, так и ионной соли. Конкретно наш электролит остается стабильным при температурах до 150 °С и способен выдерживать тепловые удары до 200 °С, — отмечает ученый.

В литературе на сегодняшний день описано много твердотельных источников тока, но чаще всего для них используются керамические материалы, в них достаточно сложно создать развитую поверхность между электродом и электролитом.

— Наш материал изначально представляет собой порошок, который в дальнейшем можно формовать в каком угодно виде, в том числе создавать градиентный переход между электродом и электролитом. В общем, он позволяет создать хорошую границу контакта, что позволяет повысить энергоэффективность конечного твердотельного электрохимического устройства, — рассказывает Артём Улихин.

По словам исследователя, производство материала в лабораторных масштабах такое же недорогостоящее, как и для жидких электролитов. Но плюс еще и в том, что для их получения не требуется высоких температур (для керамики необходимо до 1 000 °С). С созданным в ИХТТМ СО РАН материалом таких сложностей нет.